DE102019215754A1 - Method of operating a current sensor and current sensor - Google Patents

Method of operating a current sensor and current sensor Download PDF

Info

Publication number
DE102019215754A1
DE102019215754A1 DE102019215754.8A DE102019215754A DE102019215754A1 DE 102019215754 A1 DE102019215754 A1 DE 102019215754A1 DE 102019215754 A DE102019215754 A DE 102019215754A DE 102019215754 A1 DE102019215754 A1 DE 102019215754A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
resistor
measuring resistor
measuring
voltage drop
determined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102019215754.8A
Other languages
German (de)
Inventor
Martin Schramme
Martin Geiger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive Technologies GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
Priority to DE102019215754.8A priority Critical patent/DE102019215754A1/en
Publication of DE102019215754A1 publication Critical patent/DE102019215754A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/14Measuring resistance by measuring current or voltage obtained from a reference source
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/20Modifications of basic electric elements for use in electric measuring instruments; Structural combinations of such elements with such instruments
    • G01R1/203Resistors used for electric measuring, e.g. decade resistors standards, resistors for comparators, series resistors, shunts

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Betrieb eines Stromsensors (10), der einen ersten Messwiderstand (20), einen zweiten Messwiderstand (22) sowie einen Referenzwiderstand (36) aufweist, wobei der erste Messwiderstand (20) und der zweite Messwiderstand (22) in Reihe zwischen einem ersten Anschluss (16) und einem zweiten Anschluss (18) des Stromsensors (10) angeordnet sind, und wobei der Referenzwiderstand (36) in einem ersten Messzustand vom ersten Messwiderstand (20) und vom zweiten Messwiderstand (22) elektrisch getrennt ist und der Referenzwiderstand (36) in einem zweiten Messzustand elektrisch parallel zum ersten Messwiderstand (20) geschaltet ist, mit folgenden Schritten:a) im ersten Messzustand Ermitteln des Spannungsabfalls am ersten Messwiderstand (20) und des Spannungsabfalls am zweiten Messwiderstand (22) und Bestimmen des Verhältnisses des Spannungsabfalls am ersten Messwiderstand (20) und des Spannungsabfalls am zweiten Messwiderstand (22),b) im zweiten Messzustand Ermitteln des Spannungsabfalls am ersten Messwiderstand (20), des Spannungsabfalls am zweiten Messwiderstand (22) sowie des Spannungsabfalls am Referenzwiderstand (36) und Bestimmen des elektrischen Widerstandes des ersten Messwiderstandes (20) und Bestimmen des elektrischen Widerstandes des zweiten Messwiderstandes (22) aus den ermittelten Spannungsabfällen, dem elektrischen Widerstand des Referenzwiderstandes (36) und dem im ersten Messzustand bestimmten Verhältnis der Spannungsabfälle des ersten Messwiderstandes (20) und des zweiten Messwiderstandes (22).Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Stromsensor (10) zur Durchführung eines solchen Verfahrens.The invention relates to a method for operating a current sensor (10) which has a first measuring resistor (20), a second measuring resistor (22) and a reference resistor (36), the first measuring resistor (20) and the second measuring resistor (22) in series are arranged between a first connection (16) and a second connection (18) of the current sensor (10), and wherein the reference resistor (36) is electrically separated from the first measuring resistor (20) and the second measuring resistor (22) in a first measuring state, and the reference resistor (36) is electrically connected in parallel to the first measuring resistor (20) in a second measuring state, with the following steps: a) in the first measuring state determining the voltage drop across the first measuring resistor (20) and the voltage drop across the second measuring resistor (22) and determining the Ratio of the voltage drop across the first measuring resistor (20) and the voltage drop across the second measuring resistor (22), b) in the second measuring state, Ermitte In the voltage drop across the first measuring resistor (20), the voltage drop across the second measuring resistor (22) and the voltage drop across the reference resistor (36) and determining the electrical resistance of the first measuring resistor (20) and determining the electrical resistance of the second measuring resistor (22) from the determined voltage drops, the electrical resistance of the reference resistor (36) and the ratio of the voltage drops of the first measuring resistor (20) and the second measuring resistor (22) determined in the first measurement state. The invention also relates to a current sensor (10) for carrying out such a method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Stromsensors sowie einen Stromsensor.The invention relates to a method for operating a current sensor and a current sensor.

In vielen Anwendungen, insbesondere im Fahrzeugbereich, ist es erforderlich, die auftretenden Ströme sehr exakt zu ermitteln bzw. zu messen. Aus dem Stand der Technik sind beispielsweise Verfahren sowie Sensoren bekannt, bei welchen die Stromstärke über den Spannungsabfall über ein im Strompfad angeordneten Messwiderstand ermittelt wird. Hierzu ist es erforderlich, dass der elektrische Widerstand des Messwiderstands sehr genau bekannt ist. Im Fahrzeugbereich ist es des Weiteren erforderlich, dass unabhängig von der Temperatur oder äußeren Einflüssen über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs bzw. des Sensors eine möglichst exakte Messung sichergestellt ist.In many applications, especially in the vehicle sector, it is necessary to determine or measure the currents that occur very precisely. Methods and sensors are known from the prior art, for example, in which the current intensity is determined via the voltage drop across a measuring resistor arranged in the current path. For this it is necessary that the electrical resistance of the measuring resistor is known very precisely. In the vehicle sector, it is also necessary that the most exact measurement possible is ensured over the entire service life of the vehicle or the sensor, regardless of the temperature or external influences.

Bisher werden daher für den Messwiderstand spezielle Legierungen verwendet, beispielsweise eine Kupfer-Nickel-Mangan-Legierung, die sowohl eine geringe zeitliche Veränderung des elektrischen Widerstandes wie auch eine geringe Empfindlichkeit bei Temperaturänderungen aufweist.So far, therefore, special alloys have been used for the measuring resistor, for example a copper-nickel-manganese alloy, which has both a small change in electrical resistance over time and a low sensitivity to temperature changes.

Diese Legierungen sind aber sehr teuer. Des Weiteren ist die Verarbeitung dieser Materialien sehr aufwändig, da diese mit dem Material des übrigen Stromsensors verbunden werden müssen.However, these alloys are very expensive. Furthermore, the processing of these materials is very complex, since they have to be connected to the material of the rest of the current sensor.

Um die Genauigkeit von Stromsensoren mit Messwiderständen, insbesondere mit Messwiderständen, die eine größere Temperaturabhängigkeit oder Alterungsdrift aufweisen, zu verbessern, sind aus dem Stand der Technik Stromsensoren bekannt, die während des Betriebes ständig nachkalibiriert werden. Bei diesen Stromsensoren wird über die gesamte Lebensdauer des Stromsensors der elektrische Widerstand des Messwiderstandes oder ein Korrekturwert für den elektrischen Widerstand des Messwiderstandes bestimmt, um temperatur- oder alterungsbedingte Änderungen des elektrischen Widerstandes des Messwiderstandes zu kompensieren.In order to improve the accuracy of current sensors with measuring resistors, in particular with measuring resistors that have a greater temperature dependency or aging drift, current sensors are known from the prior art that are constantly recalibrated during operation. With these current sensors, the electrical resistance of the measuring resistor or a correction value for the electrical resistance of the measuring resistor is determined over the entire service life of the current sensor in order to compensate for changes in the electrical resistance of the measuring resistor caused by temperature or aging.

Bei einem bekannten Verfahren wird ein hochpräziser Referenzwiderstand parallel zum Messwiderstand angeordnet und kurzzeitig ein Teil des Laststromes über den Referenzwiderstand geleitet. Der Spannungsabfall am Messwiderstand sinkt entsprechend dem abgezweigten Stromimpuls. Die Höhe dieses Stromimpulses wird am Referenzwiderstand bestimmt. Aus dem Verhältnis des Absinkens des Spannungsabfalls am Messwiderstand und dem am Referenzwiderstand bestimmten Stromimpuls kann der elektrische Widerstand des Messwiderstandes oder einen Korrekturwert für den elektrischen Widerstand des Messwiderstandes berechnet werden.In a known method, a high-precision reference resistor is arranged parallel to the measuring resistor and part of the load current is briefly passed through the reference resistor. The voltage drop across the measuring resistor decreases according to the branched current pulse. The height of this current pulse is determined at the reference resistor. The electrical resistance of the measuring resistor or a correction value for the electrical resistance of the measuring resistor can be calculated from the ratio of the decrease in the voltage drop across the measuring resistor and the current pulse determined at the reference resistor.

Um den elektrischen Widerstand des Messwiderstandes genau bestimmen zu können, ist es aber erforderlich, dass zum Zeitpunkt der Bestimmung des elektrischen Widerstandes ein möglichst konstanter Laststrom anliegt. Verändert sich der Laststrom vor oder während ein Teil des Laststroms über den Referenzwiderstand geleitet wird, kann dies die Genauigkeit der Bestimmung des Stromimpulses über den Referenzwiderstand und somit des elektrischen Widerstandes des Messwiderstandes beeinflussen.In order to be able to precisely determine the electrical resistance of the measuring resistor, however, it is necessary that a load current that is as constant as possible is present at the time the electrical resistance is determined. If the load current changes before or while part of the load current is passed through the reference resistor, this can affect the accuracy of the determination of the current pulse through the reference resistor and thus the electrical resistance of the measuring resistor.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betrieb eines Stromsensors bereitzustellen, das eine genauere Messung des Laststroms ermöglicht. Aufgabe der Erfindung ist es des Weiteren, einen Stromsensor bereitzustellen, der eine genauere Bestimmung des Laststroms ermöglicht.The object of the invention is to provide a method for operating a current sensor which enables the load current to be measured more precisely. Another object of the invention is to provide a current sensor which enables the load current to be determined more precisely.

Zur Lösung der Aufgabe ist ein Verfahren zum Betrieb eines Stromsensors vorgesehen, der einen ersten Messwiderstand, einen zweiten Messwiderstand sowie einen Referenzwiderstand aufweist, wobei der erste Messwiderstand und der zweite Messwiderstand in Reihe zwischen einem ersten Anschluss und einem zweiten Anschluss des Stromsensors angeordnet sind, und wobei der Referenzwiderstand in einem ersten Messzustand vom ersten Messwiderstand und vom zweiten Messwiderstand elektrisch getrennt ist und der Referenzwiderstand in einem zweiten Messzustand elektrisch parallel zum ersten Messwiderstand geschaltet ist. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

  1. a) im ersten Messzustand Ermitteln des Spannungsabfalls am ersten Messwiderstand und des Spannungsabfalls am zweiten Messwiderstand und Bestimmen des Verhältnisses des Spannungsabfalls am ersten Messwiderstand und des Spannungsabfalls am zweiten Messwiderstand,
  2. b) im zweiten Messzustand Ermitteln des Spannungsabfalls am ersten Messwiderstand, Des Spannungsabfalls am zweiten Messwiderstand sowie des Spannungsabfalls am Referenzwiderstand und Bestimmen des elektrischen Widerstandes des ersten Messwiderstandes und Bestimmen des elektrischen Widerstandes des zweiten Messwiderstandes aus den ermittelten Spannungsabfällen, dem elektrischen Widerstand des Referenzwiderstandes und dem im ersten Messzustand bestimmten Verhältnis der Spannungsabfälle des ersten Messwiderstandes und des zweiten Messwiderstandes.
To achieve the object, a method for operating a current sensor is provided which has a first measuring resistor, a second measuring resistor and a reference resistor, the first measuring resistor and the second measuring resistor being arranged in series between a first connection and a second connection of the current sensor, and wherein the reference resistor is electrically separated from the first measuring resistor and from the second measuring resistor in a first measuring state and the reference resistor is connected electrically in parallel to the first measuring resistor in a second measuring state. The procedure consists of the following steps:
  1. a) in the first measurement state, determining the voltage drop across the first measurement resistor and the voltage drop across the second measurement resistor and determining the ratio of the voltage drop across the first measurement resistor and the voltage drop across the second measurement resistor,
  2. b) In the second measurement state, determining the voltage drop across the first measurement resistor, the voltage drop across the second measurement resistor and the voltage drop across the reference resistor and determining the electrical resistance of the first measurement resistor and determining the electrical resistance of the second measurement resistor from the voltage drops determined, the electrical resistance of the reference resistor and the in the first measuring state determined ratio of the voltage drops of the first measuring resistor and the second measuring resistor.

Im Schritt a) wird zunächst im ersten Messzustand das Verhältnis der elektrischen Widerstände des ersten und des zweiten Messwiderstandes ermittelt. Hierzu ist es nicht erforderlich, den elektrischen Widerstand des ersten und/oder des zweiten Messwiderstandes zu kennen. Da die Messwiderstände elektrisch in Reihe angeordnet sind, wirken sich zudem Stromschwankungen in gleichem Masse auf die Spannungsabfälle an beiden Messwiderständen aus, so dass auch bei Auftreten von Stromschwankungen eine Bestimmung des Verhältnisses der elektrischen Widerstände der beiden Messwiderstände erfolgen kann.In step a), the ratio of the electrical resistances of the first and the second measuring resistor is first determined in the first measuring state. For this it is not necessary to adjust the electrical resistance of the first and / or the second To know the measuring resistor. Since the measuring resistors are arranged electrically in series, current fluctuations also have the same effect on the voltage drops across both measuring resistors, so that the ratio of the electrical resistances of the two measuring resistors can also be determined if current fluctuations occur.

Im Schritt b) wird anschließend im zweiten Messzustand der elektrische Widerstand des ersten Messwiderstandes bestimmt. In diesem Messzustand wird der Referenzwiderstand, dessen elektrischer Widerstand sehr genau bekannt ist, parallel zum ersten Widerstand geschaltet und es werden die Spannungsabfälle am ersten Messwiderstand, am zweiten Messwiderstand sowie am Referenzwiderstand gemessen. Durch den am Referenzwiderstand erfassten Spannungsabfall sowie dem bekannten elektrischen Widerstand des Referenzwiderstandes kann der Anteil des Stroms, der über den Referenzwiderstand fließt, bestimmt werden. Der durch den Stromsensor fließende Strom fließt vollständig durch den zweiten Messwiderstand und teilt sich auf die in Reihe zum zweiten Messwiderstand angeordneten Strompfade des ersten Messwiderstandes und des parallel zu diesem angeordneten Referenzwiderstandes auf. Der durch den zweiten Messwiderstand fließende Strom entspricht also den addierten Strömen durch den ersten Messwiderstand und den Referenzwiderstand. Aus dem vorab ermittelten Verhältnis der elektrischen Widerstände des ersten und des zweiten Messwiderstandes, den gemessenen Spannungsabfällen am ersten und am zweiten Messwiderstand sowie dem ermittelten Strom über den Referenzwiederstand kann der elektrische Widerstand des ersten Messwiderstandes berechnet werden.In step b), the electrical resistance of the first measuring resistor is then determined in the second measuring state. In this measurement state, the reference resistor, the electrical resistance of which is known very precisely, is connected in parallel to the first resistor and the voltage drops across the first measurement resistor, the second measurement resistor and the reference resistor are measured. The voltage drop detected at the reference resistor and the known electrical resistance of the reference resistor can be used to determine the proportion of the current that flows through the reference resistor. The current flowing through the current sensor flows completely through the second measuring resistor and is divided between the current paths of the first measuring resistor and the reference resistor arranged parallel to this, which are arranged in series with the second measuring resistor. The current flowing through the second measuring resistor therefore corresponds to the added currents through the first measuring resistor and the reference resistor. The electrical resistance of the first measuring resistor can be calculated from the previously determined ratio of the electrical resistances of the first and second measuring resistors, the measured voltage drops at the first and second measuring resistors and the determined current via the reference resistor.

Zur Bestimmung des elektrischen Widerstandes des ersten Messwiderstandes ist es lediglich erforderlich, die Spannungsabfälle an den Messwiderständen sowie am Referenzwiderstand zu ermitteln. Des Weiteren müssen der elektrische Widerstand des Referenzwiderstandes sowie das Verhältnis der elektrischen Widerstände des ersten und des zweiten Messwiderstandes bekannt sein. Eine Kenntnis des elektrischen Widerstandes des ersten oder des zweiten Messwiderstandes ist nicht erforderl ich.To determine the electrical resistance of the first measuring resistor, it is only necessary to determine the voltage drops at the measuring resistors and at the reference resistor. Furthermore, the electrical resistance of the reference resistor and the ratio of the electrical resistances of the first and the second measuring resistor must be known. It is not necessary to know the electrical resistance of the first or the second measuring resistor.

Gegebenenfalls vorhandene Schwankungen im Laststrom während des zweiten Messzustandes treten auch am zweiten Messwiderstand auf und können daher einfach erfasst werden. Diese Schwankungen können somit bei der Bestimmung des elektrischen Widerstandes des ersten Messwiderstandes berücksichtigt werden. Schwankungen im Laststrom können somit bei der Bestimmung des elektrischen Widerstandes des ersten Messwiderstandes berücksichtigt werden, so dass der elektrische Widerstand des ersten Messwiderstandes genauer bestimmt werden kann.Any fluctuations in the load current that may exist during the second measurement state also occur on the second measurement resistor and can therefore be easily detected. These fluctuations can thus be taken into account when determining the electrical resistance of the first measuring resistor. Fluctuations in the load current can thus be taken into account when determining the electrical resistance of the first measuring resistor, so that the electrical resistance of the first measuring resistor can be determined more precisely.

Nach Schritt b) wird vorzugsweise folgender Schritt durchgeführt:

  • c) Im ersten Messzustand Ermitteln des Spannungsabfalls am ersten Messwiderstand und des Spannungsabfalls am zweiten Messwiderstand und Bestimmen des Verhältnisses des Spannungsabfalls am ersten Messwiderstand und des Spannungsabfalls am zweiten Messwiderstand und Bestimmen des elektrischen Widerstandes des zweiten Messwiderstandes aus den ermittelten Spannungsabfällen am ersten Messwiderstand und am zweiten Messwiderstand und dem in Schritt b) ermittelten elektrischen Widerstandes des zweiten Messwiderstandes.
After step b), the following step is preferably carried out:
  • c) In the first measurement state, determining the voltage drop across the first measurement resistor and the voltage drop across the second measurement resistor and determining the ratio of the voltage drop across the first measurement resistor and the voltage drop across the second measurement resistor and determining the electrical resistance of the second measurement resistor from the determined voltage drops across the first measurement resistor and the second Measuring resistor and the electrical resistance of the second measuring resistor determined in step b).

Ist der elektrische Widerstand des ersten Messwiderstandes bekannt, kann anschließend in einem Schritt c) im ersten Messzustand der elektrische Widerstand des zweiten Messwiderstandes bestimmt werden. Hierzu wird im zweiten Messzustand der Referenzwiderstand vom ersten Messwiderstand getrennt, so dass kein Strom über den Referenzwiderstand fließt. Der Strom fließt somit vollständig über den ersten Messwiderstand und den in Reihe zu diesem angeordneten zweiten Messwiderstand.If the electrical resistance of the first measuring resistor is known, the electrical resistance of the second measuring resistor can then be determined in a step c) in the first measuring state. For this purpose, the reference resistor is separated from the first measuring resistor in the second measuring state, so that no current flows through the reference resistor. The current thus flows completely through the first measuring resistor and the second measuring resistor arranged in series with it.

Zur Bestimmung des elektrischen Widerstandes des zweiten Messwiderstandes wird der Spannungsabfall am ersten Messwiderstand erfasst und aus dem Spannungsabfall sowie dem bekannten bzw. dem im ersten Messzustand ermittelten elektrischen Widerstand des ersten Messwiderstandes die Stromstärke des Stroms bestimmt. Des Weiteren wird der Spannungsabfall über den zweiten Messwiderstand bestimmt. Da durch die Reihenschaltung der über beide Messwiderstände fließende Strom gleich groß sein muss, ist der über den zweiten Messwiderstand fließende Strom bekannt. Aus dem Strom sowie dem erfassten Spannungsabfall kann somit der elektrische Widerstand des zweiten Messwiderstandes bestimmt werden.To determine the electrical resistance of the second measuring resistor, the voltage drop at the first measuring resistor is recorded and the amperage of the current is determined from the voltage drop and the known electrical resistance of the first measuring resistor or the one determined in the first measuring state. The voltage drop across the second measuring resistor is also determined. Since the series connection means that the current flowing through both measuring resistors must be the same, the current flowing through the second measuring resistor is known. The electrical resistance of the second measuring resistor can thus be determined from the current and the detected voltage drop.

Stromschwankungen wirken sich aufgrund der Reihenschaltung der Messwiderstände auf die Erfassung der Spannungsabfälle bei beiden Messwiderständen aus. Eine am ersten Messwiderstand ermittelte Stromänderung kann somit bei der Bestimmung des elektrischen Widerstandes des zweiten Messwiderstand des berücksichtigt werden.Due to the series connection of the measuring resistors, current fluctuations affect the detection of the voltage drops for both measuring resistors. A change in current determined at the first measuring resistor can thus be taken into account when determining the electrical resistance of the second measuring resistor.

Durch das vorstehend beschriebene Verfahren können die elektrischen Widerstände der Messwiderstände unabhängig von Stromschwankungen sehr genau bestimmt werden. Voraussetzung ist lediglich, dass das in Schritt a) ermittelte Verhältnis der elektrischen Widerstände des ersten und des zweiten Messwiderstandes bekannt ist und sich während der Bestimmung der elektrischen Widerstände der Messwiderstände nicht ändert.With the method described above, the electrical resistances of the measuring resistors can be determined very precisely regardless of current fluctuations. The only requirement is that the ratio of the electrical resistances of the first and the second determined in step a) Measuring resistor is known and does not change during the determination of the electrical resistances of the measuring resistors.

Zudem erfolgt in beiden Messzuständen eine Bestimmung der Stromstärke des durch den Stromsensor fließenden Stroms, so dass eine unterbrechungsfreie Strommessung sichergestellt ist.In addition, the current intensity of the current flowing through the current sensor is determined in both measurement states, so that an uninterrupted current measurement is ensured.

Die Schritte b) und c) werden vorzugsweise wechselweise wiederholt, so dass ein ständiger Abgleich der beiden Messwiderstände bzw. der elektrischen Widerstände der Messwiderstände erfolgt. Insbesondere können durch den wechselweisen Abgleich die elektrischen Widerstände der Messwiderstand durch Iteration genauer bestimmt werden.Steps b) and c) are preferably repeated alternately so that the two measuring resistors or the electrical resistances of the measuring resistors are constantly compared. In particular, through the alternating adjustment, the electrical resistances of the measuring resistor can be determined more precisely by iteration.

Vor Schritt a) kann optional der elektrische Widerstand des ersten Messwiderstandes bestimmt werden.Before step a), the electrical resistance of the first measuring resistor can optionally be determined.

Das Verfahren kann beispielsweise im ersten Messzustand folgende Schritte aufweisen:

  • - der über den ersten Messwiderstand fließende Strom aus dem Spannungsabfall am ersten Messwiderstand und dem elektrischen Widerstand des ersten Messwiderstandes bestimmt wird und/oder
  • - der über den zweiten Messwiderstand fließende Strom aus dem Spannungsabfall am zweiten Messwiderstand und dem elektrischen Widerstand des zweiten Messwiderstandes bestimmt wird
  • - und der über den Stromsensor fließende Laststrom aus dem über den ersten Messwiderstand fließenden Strom und/oder dem über den zweiten Messwiderstand fließenden Strom ermittelt wird.
The method can, for example, have the following steps in the first measurement state:
  • the current flowing through the first measuring resistor is determined from the voltage drop across the first measuring resistor and the electrical resistance of the first measuring resistor and / or
  • the current flowing through the second measuring resistor is determined from the voltage drop across the second measuring resistor and the electrical resistance of the second measuring resistor
  • and the load current flowing via the current sensor is determined from the current flowing via the first measuring resistor and / or the current flowing via the second measuring resistor.

Das Verfahren kann im zweiten Messzustand folgende Schritte aufweisen:

  • - der über den ersten Messwiderstand fließende Strom aus dem Spannungsabfall am ersten Messwiderstand und dem elektrischen Widerstand des ersten Messwiderstandes bestimmt wird und/oder
  • - der über den zweiten Messwiderstand fließende Strom aus dem Spannungsabfall am zweiten Messwiderstand und dem elektrischen Widerstand des zweiten Messwiderstandes bestimmt wird,
  • - der über den Referenzwiderstand fließende Strom aus dem Spannungsabfall am Referenzwiderstand und dem elektrischen Widerstand des Referenzwiderstandes bestimmt wird
  • - und der über den Stromsensor fließende Strom aus dem über den zweiten Messwiderstand fließenden Strom und/oder aus den addierten über den ersten Messwiderstand und den Referenzwiderstand fließenden Strömen ermittelt wird.
In the second measurement state, the method can have the following steps:
  • the current flowing through the first measuring resistor is determined from the voltage drop across the first measuring resistor and the electrical resistance of the first measuring resistor and / or
  • - the current flowing through the second measuring resistor is determined from the voltage drop across the second measuring resistor and the electrical resistance of the second measuring resistor,
  • - The current flowing through the reference resistor is determined from the voltage drop across the reference resistor and the electrical resistance of the reference resistor
  • and the current flowing via the current sensor is determined from the current flowing via the second measuring resistor and / or from the added currents flowing via the first measuring resistor and the reference resistor.

Die Spannungsabfälle am ersten Messwiderstand, am zweiten Messwiderstand und am Referenzwiderstand jeweils mit einer Spannungserfassungseinrichtung erfasst werden. Es erfolgt also eine direkte Erfassung der Spannungsabfälle.The voltage drops at the first measuring resistor, the second measuring resistor and the reference resistor are each recorded with a voltage detection device. The voltage drops are therefore recorded directly.

Es ist aber auch möglich, einzelne Spannungsabfälle rechnerisch aus gemessenen Spannungsabfällen zu ermitteln. Beispielsweise kann zur Ermittlung des Spannungsabfalls am zweiten Messwiderstand der Spannungsabfall am ersten Messwiderstand sowie der Spannungsabfall am ersten Messwiderstand und am zweiten Messwiderstand, also der Gesamtspannungsabfall über den Stromsensor, erfasst werden und der Spannungsabfall am zweiten Messwiderstand aus der Differenz der erfassten Spannungsabfälle ermittelt werden.However, it is also possible to calculate individual voltage drops from measured voltage drops. For example, to determine the voltage drop at the second measuring resistor, the voltage drop at the first measuring resistor and the voltage drop at the first measuring resistor and at the second measuring resistor, i.e. the total voltage drop across the current sensor, can be detected and the voltage drop at the second measuring resistor can be determined from the difference between the detected voltage drops.

Zusätzlich kann im ersten und/oder im zweiten Messzustand der Spannungsabfall zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss erfasst werden. Der Spannungsabfall zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss kann zum Abgleich der gemessenen Spannungsabfälle über den ersten Messwiderstand bzw. den ersten Messwiderstand und den Referenzwiderstand und dem Spannungsabfall über den zweiten Messwiderstand verwendet werden, so dass der die Genauigkeit der Messungen, insbesondere bei kleinen Strömen, verbessert werden kann.In addition, the voltage drop between the first connection and the second connection can be detected in the first and / or in the second measurement state. The voltage drop between the first connection and the second connection can be used to adjust the measured voltage drops across the first measuring resistor or the first measuring resistor and the reference resistor and the voltage drop across the second measuring resistor, so that the accuracy of the measurements, especially with small currents , can be improved.

Zur Lösung der Aufgabe ist des Weiteren ein Stromsensor zur Messung eines Batteriestroms, insbesondere einer Fahrzeugbatterie, vorgesehen, mit einem ersten Messwiderstand, einem zweiten Messwiderstand sowie einem Referenzwiderstand. Der erste Messwiderstand und der zweite Messwiderstand sind in Reihe zwischen einem ersten und einem zweiten Anschluss des Stromsensors angeordnet. Der Referenzwiderstand kann parallel zum ersten Messwiderstand geschaltet werden. Der Stromsensor hat des Weiteren eine erste Spannungserfassungseinrichtung zur Erfassung des Spannungsabfall über den ersten Messwiderstand, eine zweite Spannungserfassungseinrichtung zur Erfassung des Spannungsabfalls über den zweiten über Messwiderstand und eine Referenzwiderstand-Spannungserfassungseinrichtung zur Erfassung des Spannungsabfalls über den Referenzwiderstand sowie eine Auswerteschaltung zur Bestimmung des elektrischen Widerstandes des ersten und des zweiten Messwiderstandes mit einem vorstehend beschriebenen Verfahren.To achieve the object, a current sensor for measuring a battery current, in particular a vehicle battery, is also provided, with a first measuring resistor, a second measuring resistor and a reference resistor. The first measuring resistor and the second measuring resistor are arranged in series between a first and a second connection of the current sensor. The reference resistor can be connected in parallel to the first measuring resistor. The current sensor also has a first voltage detection device for detecting the voltage drop across the first measuring resistor, a second voltage detection device for detecting the voltage drop across the second measuring resistor and a reference resistor voltage detection device for detecting the voltage drop across the reference resistor and an evaluation circuit for determining the electrical resistance of the first and second measuring resistors with a method described above.

Es sei erwähnt, dass die Reihenfolge der Messwiderstand in Stromrichtung bzw. zwischen den Anschlüssen beliebig variiert werden kann. Es ist lediglich erforderlich, dass ein erster und ein zweiter Messwiderstand in Reihe geschaltet sind und ein Referenzwiderstand zeitweise parallel zu einem der Messwiderstände geschaltet werden kann bzw. von diesen getrennt werden kann, sowie dass die Spannungsabfälle an den Widerständen jeweils einzeln, beispielsweise mit einer Spannungserfassungseinrichtung erfasst werden können.It should be mentioned that the sequence of the measuring resistor in the current direction or between the connections can be varied as desired. It is only necessary that a first and a second measuring resistor are connected in series and a reference resistor can be connected temporarily in parallel to one of the measuring resistors or can be separated from them, and that the voltage drops across the resistors are each individually, for example with a voltage detection device can be captured.

Vorzugsweise ist ein Schaltelement vorgesehen, das in einer geschlossenen Stellung die Parallelschaltung des Referenzwiderstandes zum ersten Messwiderstand herstellt und in einer offenen Stellung den Referenzwiderstand vom ersten Messwiderstand trennt. Mit einem solchen Schaltelement kann der Referenzwiderstand auf einfache Weise zum ersten Messwiderstand parallel geschaltet oder von diesen getrennt werden.A switching element is preferably provided which, in a closed position, establishes the parallel connection of the reference resistor to the first measuring resistor and, in an open position, separates the reference resistor from the first measuring resistor. With such a switching element, the reference resistor can easily be connected in parallel to or separated from the first measuring resistor.

Vorzugsweise sind die elektrischen Widerstände des ersten Messwiderstandes und des zweiten Messwiderstandes im Wesentlichen gleich groß.The electrical resistances of the first measuring resistor and of the second measuring resistor are preferably essentially the same size.

Optional kann eine dritte Spannungserfassungseinrichtung zur Erfassung eines Spannungsabfalls über den ersten Messwiderstand und den zweiten Messwiderstand vorgesehen sein.Optionally, a third voltage detection device can be provided for detecting a voltage drop across the first measuring resistor and the second measuring resistor.

Die Messwiderstände können jeweils durch ein Widerstandselement gebildet sein. Es ist aber auch möglich, dass der erste Messwiderstand und/oder der zweite Messwiderstand zumindest zwei in Reihe und/oder parallel angeordnete Messwiderstandelemente aufweist.The measuring resistors can each be formed by a resistance element. However, it is also possible for the first measuring resistor and / or the second measuring resistor to have at least two measuring resistor elements arranged in series and / or in parallel.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen

  • 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stromsensors,
  • 2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stromsensors, und
  • 3 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stromsensors.
Further advantages and features emerge from the following description in conjunction with the accompanying drawings. In these show
  • 1 a first embodiment of a current sensor according to the invention,
  • 2 a second embodiment of a current sensor according to the invention, and
  • 3 a third embodiment of a current sensor according to the invention.

In 1 ist ein Stromsensor 10 zu Bestimmung des Laststroms 12 an einer Fahrzeugbatterie 14 gezeigt. Der Stromsensor 10 wird beispielsweise verwendet, um den Ladungszustand oder den Gesundheitszustand der Fahrzeugbatterie 14 zu bestimmen.In 1 is a current sensor 10 to determine the load current 12th on a vehicle battery 14th shown. The current sensor 10 is used, for example, to determine the state of charge or the health of the vehicle battery 14th to determine.

Der Stromsensor 10 weist einen ersten Anschluss 16 auf, der mit der Fahrzeugbatterie kontaktiert werden kann, sowie einen zweiten Anschluss 18, der beispielsweise an der Fahrzeugkarosserie bzw. einer Masse kontaktiert wird. Der Stromsensor 10 wird so an die Fahrzeugbatterie 14 angeschlossen, dass der gesamte Laststrom über den Stromsensor 10 fließt und somit vom Stromsensor erfasst werden kann.The current sensor 10 has a first port 16 on, which can be contacted with the vehicle battery, and a second connection 18th , which is contacted, for example, on the vehicle body or a mass. The current sensor 10 is connected to the vehicle battery 14th connected that the entire load current through the current sensor 10 flows and can thus be detected by the current sensor.

Der Stromsensor 10 hat einen ersten Messwiderstand 20 und einem zweiten Messwiderstand 22, die in Reihe zwischen dem ersten Anschluss 16 und dem zweiten Anschluss 18 angeordnet sind. Des Weiteren sind zwei Spannungserfassungseinrichtungen 24, 26 vorgesehen, die jeweils mit einer Anschlussstelle 28 30, 32, 34 vor und hinter den Messwiderständen 20,22 mit diesen elektrisch kontaktiert sind. Die erste Spannungserfassungseinrichtung 24 kann somit einen Spannungsabfall über den ersten Messwiderstand 20 erfassen, die zweite Spannungserfassungseinrichtung 26 kann einen Spannungsabfall über den zweiten Messwiderstand 22 erfassen.The current sensor 10 has a first measuring resistor 20th and a second measuring resistor 22nd that are in series between the first connector 16 and the second port 18th are arranged. There are also two voltage detection devices 24 , 26th provided, each with a connection point 28 30th , 32 , 34 in front of and behind the measuring resistors 20th , 22nd are electrically contacted with these. The first voltage detector 24 can thus cause a voltage drop across the first measuring resistor 20th detect, the second voltage detection means 26th can cause a voltage drop across the second measuring resistor 22nd capture.

Des Weiteren ist ein Referenzwiderstand 36 vorgesehen, der über zwei Anschlussstellen 38,40 parallel zum ersten Messwiderstand 20 geschaltet werden kann. Der Referenzwiderstand 36 ist ein hochgenauer Widerstand, der aus einem Material besteht, dass keine oder nur eine sehr geringe Änderung des elektrischen Widerstandes aufgrund von Temperatur, äußeren Einflüssen oder Alterung aufweist.There is also a reference resistor 36 provided that has two connection points 38 , 40 parallel to the first measuring resistor 20th can be switched. The reference resistor 36 is a high-precision resistor made of a material that shows little or no change in electrical resistance due to temperature, external influences or aging.

Am Referenzwiderstand 36 ist ein Schaltelement 42 vorgesehen, um die Verbindung zwischen dem Referenzwiderstand 36 und der Anschlussstelle 40 zu schließen oder zu unterbrechen. Über das Schaltelement 42 kann also der Referenzwiderstand 36 parallel zum ersten Messwiderstand 20 geschaltet werden oder von diesen getrennt werden.At the reference resistor 36 is a switching element 42 provided to make the connection between the reference resistor 36 and the junction 40 to close or interrupt. Via the switching element 42 so can the reference resistance 36 parallel to the first measuring resistor 20th switched on or separated from them.

Am Referenzwiderstand 36 ist des Weiteren eine über Anschlussstellen 44, 46 angeschlossene Referenzwiderstand-Spannungserfassungseinrichtung 48 zur Erfassung eines Spannungsabfalls über den Referenzwiderstand 36 vorgesehen.At the reference resistor 36 is also one about connection points 44 , 46 connected reference resistance voltage detection device 48 for detecting a voltage drop across the reference resistor 36 intended.

Fließt über den Stromsensor 10 ein Laststrom 12, werden die Spannungsabfälle über den ersten bzw. den zweiten Messwiderstand 20, 22 erfasst und aus den erfassten Spannungsabfällen sowie den elektrischen Widerständen der Messwiderstände 20, 22 über das ohmsche Gesetz die Stromstärke des über den Stromsensor 10 fließenden Laststroms 12 bestimmt.Flows through the current sensor 10 a load current 12th , are the voltage drops across the first and the second measuring resistor 20th , 22nd and from the recorded voltage drops and the electrical resistances of the measuring resistors 20th , 22nd the current strength of the current sensor via Ohm's law 10 flowing load current 12th certainly.

Aufgrund von Temperaturänderungen, äußeren Einflüssen oder durch Alterung kann es aber zu einer Veränderung des elektrischen Widerstandes der Messwiderstände 20, 22 kommen. Es ist daher erforderlich, während des Betriebes des Stromsensors 10 die elektrischen Widerstände der Messwiderstände 20, 22 bzw. Korrekturfaktoren zur Korrektur der elektrischen Widerstände der Messwiderstände 20, 22 zu bestimmen.However, due to temperature changes, external influences or aging, the electrical resistance of the measuring resistors can change 20th , 22nd come. It is therefore necessary during the operation of the current sensor 10 the electrical resistances of the measuring resistors 20th , 22nd or correction factors for correction the electrical resistances of the measuring resistors 20th , 22nd to determine.

Dies erfolgt mit dem nachfolgend im Detail beschriebenen Verfahren.This is done using the method described in detail below.

Zunächst ist das Schaltelement 42 in einem ersten Schaltzustand geöffnet, so dass der Referenzwiderstand 36 vom ersten Messwiderstand 20 getrennt ist. In diesem Zustand kann auf die vorstehend beschriebene Weise der über den Stromsensor 10 fließende Laststrom 12 bestimmt werden. Aus den gemessenen Spannungsabfällen an den Messwiderständen 20, 22 kann das Verhältnis der elektrischen Widerstände R1, R2 des ersten Messwiderstandes 20 und des zweiten Messwiderstandes 22 berechnet werden.First is the switching element 42 opened in a first switching state, so that the reference resistance 36 from the first measuring resistor 20th is separated. In this state, in the manner described above, the current sensor 10 flowing load current 12th to be determined. From the measured voltage drops across the measuring resistors 20th , 22nd can be the ratio of the electrical resistances R1, R2 of the first measuring resistor 20th and the second measuring resistor 22nd be calculated.

Es gilt a = R1/R2 = U2/U1

Figure DE102019215754A1_0001
It applies a = R1 / R2 = U2 / U1
Figure DE102019215754A1_0001

Anschließend wird in einem zweiten Messzustand das Schaltelement 42 geschlossen, so dass der Referenzwiderstand 36 parallel zum ersten Messwiderstand 20 geschaltet ist.The switching element is then in a second measurement state 42 closed so that the reference resistor 36 parallel to the first measuring resistor 20th is switched.

Zur Bestimmung des elektrischen Widerstandes des ersten Messwiderstandes 20 wird mit der zweiten Spannungserfassungseinrichtung 26 der Spannungsabfall über den zweiten Messwiderstand erfasst. Des Weiteren wird zeitgleich mit der ersten Spannungserfassungseinrichtung 24 der Spannungsabfall über den ersten Messwiderstand 20 erfasst. Zeitgleich wird über die Referenzwiderstand-Spannungserfassungseinrichtung 48 der Spannungsabfall am Referenzwiderstand 36 erfasst. Aus dem erfassten Spannungsabfall über den Referenzwiderstand 36 und dem bekannten elektrischen Widerstand des Referenzwiderstandes kann die Stromstärke Iref des über den Referenzwiderstand 36 fließenden Stroms bestimmt werden.To determine the electrical resistance of the first measuring resistor 20th becomes with the second voltage detection device 26th the voltage drop across the second measuring resistor is recorded. Furthermore, at the same time as the first voltage detection device 24 the voltage drop across the first measuring resistor 20th detected. At the same time, the reference resistor voltage detection device 48 the voltage drop across the reference resistor 36 detected. From the recorded voltage drop across the reference resistor 36 and the known electrical resistance of the reference resistance, the current Iref des across the reference resistance 36 flowing current can be determined.

Im zweiten Messzustand fließt der gesamte Laststrom 12 über den zweiten Messwiderstand 22. Aufgrund der Parallelschaltung des ersten Messwiderstandes 20 und des Referenzwiderstandes 36 teilt sich der Laststrom auf die beiden Strompfade über den ersten Messwiderstand 20 und dem Referenzwiderstand 36 auf.In the second measurement state, the entire load current flows 12th via the second measuring resistor 22nd . Due to the parallel connection of the first measuring resistor 20th and the reference resistance 36 the load current is divided between the two current paths via the first measuring resistor 20th and the reference resistance 36 on.

Es gilt also: I = I 2 = I 1 + Iref

Figure DE102019215754A1_0002
So the following applies: I. = I. 2 = I. 1 + Iref
Figure DE102019215754A1_0002

Aus 12 = U2/R2 und a= U2/U1 ergibt sich I = U2/R2 = a U2/R1

Figure DE102019215754A1_0003
und a U2/R1 = U1/R1 + Iref
Figure DE102019215754A1_0004
und R 1 = ( a U2-U1 ) /Iref
Figure DE102019215754A1_0005
From 12 = U2 / R2 and a = U2 / U1 results I. = U2 / R2 = a U2 / R1
Figure DE102019215754A1_0003
and a U2 / R1 = U1 / R1 + Iref
Figure DE102019215754A1_0004
and R. 1 = ( a U2-U1 ) / Iref
Figure DE102019215754A1_0005

Es ist also nicht erforderlich, den elektrischen Widerstand des ersten oder des zweiten Messwiderstandes 20, 22 zu kennen. Es ist lediglich erforderlich, das vorab ermittelte Verhältnis der elektrischen Widerstände und des elektrischen Widerstand des Referenzwiederstandes 36 zu kennen sowie die Spannungsabfälle an den Messwiderständen 20, 22 sowie am Referenzwiderstand 36 zu messen.It is therefore not necessary to measure the electrical resistance of the first or the second measuring resistor 20th , 22nd to know. All that is required is the previously determined ratio of the electrical resistances and the electrical resistance of the reference resistor 36 as well as the voltage drops across the measuring resistors 20th , 22nd as well as at the reference resistor 36 to eat.

Ist der elektrische Widerstand des ersten Messwiderstandes 20 bestimmt, wird im ersten Messzustand das Schaltelement 42 geöffnet, also der Referenzwiderstand 36 vom ersten Messwiderstand 20 getrennt. Der Laststrom fließt somit ausschließlich über den ersten Messwiderstand 20 und den zweiten Messwiderstand 22.Is the electrical resistance of the first measuring resistor 20th determined, the switching element is in the first measurement state 42 open, so the reference resistor 36 from the first measuring resistor 20th Cut. The load current therefore flows exclusively through the first measuring resistor 20th and the second measuring resistor 22nd .

Anschließend wird über die Spannungserfassungseinrichtung 24 der Spannungsabfall über den ersten Messwiderstand 20 erfasst und aus dem Spannungsabfall sowie dem vorab bestimmten elektrischen Widerstand des ersten Messwiderstandes 20 die Stromstärke des Laststroms 12 bestimmtThen the voltage detection device 24 the voltage drop across the first measuring resistor 20th detected and from the voltage drop and the previously determined electrical resistance of the first measuring resistor 20th the amperage of the load current 12th certainly

Des Weiteren wird mit der zweiten Spannungserfassungseinrichtung 26 der Spannungsabfall über den zweiten Messwiderstand 22 erfasst. Da die Messwiderstände 20, 22 in Reihe angeordnet sind, stimmt die Stromstärke des über den zweiten Messwiderstand 22 fließenden Stroms mit der Stromstärke des über den ersten Messwiderstand 20 fließenden Stroms überein. Aus dem erfassten Spannungsabfall über den zweiten Messwiderstand 22 sowie der aus dem Spannungsabfall über das den ersten Messwiderstand 20 bestimmten Stromstärke kann somit über das ohmsche Gesetz der elektrische Widerstand des zweiten Messwiderstandes 22 bestimmt werden.Furthermore, with the second voltage detection device 26th the voltage drop across the second measuring resistor 22nd detected. Since the measuring resistors 20th , 22nd are arranged in series, the amperage is correct via the second measuring resistor 22nd flowing current with the current strength of the first measuring resistor 20th flowing stream. From the recorded voltage drop across the second measuring resistor 22nd as well as from the voltage drop across the first measuring resistor 20th The electrical resistance of the second measuring resistor can thus be determined using Ohm's law 22nd to be determined.

Der erstem Messzustand und der zweite Messzustand werden vorzugsweise wechselweise durchgeführt, so dass ein ständiger Abgleich der elektrischen Widerstände des ersten Messwiderstandes 20 und des zweiten Messwiderstandes 22 erfolgt. Insbesondere können durch den ständigen Abgleich die elektrischen Widerstände der Messwiderstände 20, 22 iterativ genauer bestimmt werden.The first measurement state and the second measurement state are preferably carried out alternately, so that the electrical resistances of the first measurement resistor are constantly compared 20th and the second measuring resistor 22nd he follows. In particular, due to the constant adjustment, the electrical resistances of the measuring resistors 20th , 22nd can be determined iteratively more precisely.

Der Vorteil des vorstehend beschriebenen Verfahrens liegt darin, dass permanent der gesamte Laststrom bzw. dessen Verlauf bestimmt wird, so dass Schwankungen im Laststrom bei der Bestimmung der elektrischen Widerstände der Messwiderstände 20, 22 berücksichtigt werden können.The advantage of the method described above is that the entire load current or its course is determined permanently, so that fluctuations in the load current when determining the electrical resistances of the measuring resistors 20th , 22nd can be taken into account.

Des Weiteren erfolgt stets eine Bestimmung des Laststroms aus dem Spannungsabfall am ersten und/oder am zweiten Messwiderstand 20, 22. Es erfolgt also eine unterbrechungsfreie Erfassung des Laststroms und gleichzeitig ein ständiger Abgleich der elektrischen Widerstände der Messwiderstände 20,22.Furthermore, the load current is always determined from the voltage drop across the first and / or the second measuring resistor 20th , 22nd . There is therefore an uninterrupted detection of the load current and, at the same time, a constant adjustment of the electrical resistances of the measuring resistors 20th , 22nd .

Für das vorstehend beschriebene Verfahren ist die Position des ersten Messwiderstandes 20, zu welchem der Referenzwiderstand 36 parallel geschaltet werden kann, in Stromrichtung unerheblich. Der erste Messwiderstand 20 kann, wie in 1 dargestellt, der bezüglich der Stromrichtung S hintere Messwiderstand sein. Der erste Messwiderstand 20 kann aber auch, wie in 2 dargestellt, der in Stromrichtung S vordere Messwiderstand sein.For the method described above, the position of the first measuring resistor is 20th to which the reference resistor 36 can be connected in parallel, irrelevant in the current direction. The first measuring resistor 20th can, as in 1 shown, be the rear measuring resistor with respect to the current direction S. The first measuring resistor 20th but can also, as in 2 shown, be the front measuring resistor in the current direction S.

Der in 3 dargestellte Stromsensor unterscheidet sich von dem in 1 dargestellten Stromsensor lediglich durch eine zusätzliche Spannungserfassungseinrichtung 50, die den Spannungsabfall zwischen dem ersten Anschluss 16 und dem zweiten Anschluss 18, also den gesamten Spannungsabfall über den Stromsensor, erfasst.The in 3 The current sensor shown differs from the one in 1 current sensor shown only by an additional voltage detection device 50 showing the voltage drop between the first terminal 16 and the second port 18th , i.e. the entire voltage drop across the current sensor.

Dieser Spannungsabfall kann zum Abgleich mit den vorstehend beschriebenen Spannungsabfällen bzw. zur Verbesserung der Bestimmung der Stromstärken an den einzelnen Messwiderständen 20,22 bzw. dem Referenzwiderstand 36 genutzt werden, und somit zu einer genaueren Bestimmung der elektrischen Widerstände der Messwiderstände 20, 22 verwendet werden.This voltage drop can be used for comparison with the voltage drops described above or to improve the determination of the current strengths at the individual measuring resistors 20th , 22nd or the reference resistance 36 can be used, and thus for a more precise determination of the electrical resistances of the measuring resistors 20th , 22nd be used.

Vorzugsweise sind die elektrischen Widerstände der Messwiderstände 20, 22 im Wesentlichen gleich groß. Diese können aber auch voneinander abweichen.The electrical resistances are preferably the measuring resistors 20th , 22nd essentially the same size. However, these can also differ from one another.

Das Schaltelement 42 kann durch beliebige elektrische Bauelemente gebildet sein. Alternativ kann das Schaltelement 42 die Verbindung zum Anschluss. 38 unterbrechen oder schließen. Es können auch zwei Schaltelemente 42 vorgesehen sein, die die Referenzwiderstand 36 vollständig vom Strompfad trennen.The switching element 42 can be formed by any electrical components. Alternatively, the switching element 42 the connection to the port. 38 interrupt or close. There can also be two switching elements 42 be provided which is the reference resistor 36 completely disconnect from the current path.

Das vorstehend beschriebene Verfahren wird üblicherweise durch eine Steuerung ausgeführt, in der die elektrischen Widerstände der Messwiderstände 20,22 sowie des Referenzwiderstandes 36 gespeichert sind und die die beiden vorstehend beschriebenen Messzustände steuert.The method described above is usually carried out by a controller in which the electrical resistances of the measuring resistors 20th , 22nd as well as the reference resistance 36 are stored and which controls the two measurement states described above.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
StromsensorCurrent sensor
1212th
LaststromLoad current
1414th
FahrzeugbatterieVehicle battery
1616
erster Anschlussfirst connection
1818th
zweiter Anschlusssecond connection
2020th
erster Messwiderstandfirst measuring resistor
2222nd
zweiter Messwiderstandsecond measuring resistor
2424
erste Spannungserfassungseinrichtungfirst voltage detection means
2626th
zweite Spannungserfassungseinrichtungsecond voltage detection means
2828
AnschlussstelleJunction
3030th
AnschlussstelleJunction
3232
AnschlussstelleJunction
3434
AnschlussstelleJunction
3636
ReferenzwiderstandReference resistance
3838
AnschlussstelleJunction
4040
AnschlussstelleJunction
4242
SchaltelementSwitching element
4444
AnschlussstelleJunction
4646
AnschlussstelleJunction
4848
Referenzwiderstand-SpannungserfassungseinrichtungReference resistance voltage detection device
5050
dritte Spannungserfassungseinrichtungthird voltage detection means

Claims (13)

Verfahren zum Betrieb eines Stromsensors (10), der einen ersten Messwiderstand (20), einen zweiten Messwiderstand (22) sowie einen Referenzwiderstand (36) aufweist, wobei der erste Messwiderstand (20) und der zweite Messwiderstand (22) in Reihe zwischen einem ersten Anschluss (16) und einem zweiten Anschluss (18) des Stromsensors (10) angeordnet sind, und wobei der Referenzwiderstand (36) in einem ersten Messzustand vom ersten Messwiderstand (20) und vom zweiten Messwiderstand (22) elektrisch getrennt ist und der Referenzwiderstand (36) in einem zweiten Messzustand elektrisch parallel zum ersten Messwiderstand (20) geschaltet ist, mit folgenden Schritten: a) im ersten Messzustand Ermitteln des Spannungsabfalls am ersten Messwiderstand (20) und des Spannungsabfalls am zweiten Messwiderstand (22) und Bestimmen des Verhältnisses des Spannungsabfalls am ersten Messwiderstand (20) und des Spannungsabfalls am zweiten Messwiderstand (22), b) im zweiten Messzustand Ermitteln des Spannungsabfalls am ersten Messwiderstand (20), des Spannungsabfalls am zweiten Messwiderstand (22) sowie des Spannungsabfalls am Referenzwiderstand (36) und Bestimmen des elektrischen Widerstandes des ersten Messwiderstandes (20) und Bestimmen des elektrischen Widerstandes des zweiten Messwiderstandes (22) aus den ermittelten Spannungsabfällen, dem elektrischen Widerstand des Referenzwiderstandes (36) und dem im ersten Messzustand bestimmten Verhältnis der Spannungsabfälle des ersten Messwiderstandes (20) und des zweiten Messwiderstandes (22).Method for operating a current sensor (10) which has a first measuring resistor (20), a second measuring resistor (22) and a reference resistor (36), the first measuring resistor (20) and the second measuring resistor (22) in series between a first Terminal (16) and a second terminal (18) of the current sensor (10) are arranged, and wherein the reference resistor (36) in a first measuring state is electrically separated from the first measuring resistor (20) and from the second measuring resistor (22) and the reference resistor ( 36) is electrically connected in parallel to the first measuring resistor (20) in a second measuring state, with the following steps: a) In the first measuring state, determining the voltage drop across the first measuring resistor (20) and the voltage drop across the second measuring resistor (22) and determining the ratio of the voltage drop at the first measuring resistor (20) and the voltage drop at the second measuring resistor (22), b) in the second measuring state determining the voltage drop ls at the first measuring resistor (20), the voltage drop at the second measuring resistor (22) and the voltage drop across the reference resistor (36) and determining the electrical resistance of the first measuring resistor (20) and determining the electrical resistance of the second measuring resistor (22) from the determined voltage drops, the electrical resistance of the reference resistor (36) and the ratio determined in the first measurement state the voltage drops of the first measuring resistor (20) and the second measuring resistor (22). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt b) folgender Schritt durchgeführt wird: c) Im ersten Messzustand Ermitteln des Spannungsabfalls am ersten Messwiderstand (20) und des Spannungsabfalls am zweiten Messwiderstand (22) und Bestimmen des Verhältnisses des Spannungsabfalls am ersten Messwiderstand (20) und des Spannungsabfalls am zweiten Messwiderstand (22)und Bestimmen des elektrischen Widerstandes des zweiten Messwiderstandes (20) aus den ermittelten Spannungsabfällen am ersten Messwiderstand (20) und am zweiten Messwiderstand (22) und dem in Schritt b) ermittelten elektrischen Widerstandes des zweiten Messwiderstandes (22).Procedure according to Claim 1 , characterized in that the following step is carried out after step b): c) In the first measurement state, determining the voltage drop across the first measurement resistor (20) and the voltage drop across the second measurement resistor (22) and determining the ratio of the voltage drop across the first measurement resistor (20) and the voltage drop at the second measuring resistor (22) and determining the electrical resistance of the second measuring resistor (20) from the determined voltage drops at the first measuring resistor (20) and at the second measuring resistor (22) and the electrical resistance of the second measuring resistor (22) determined in step b) ). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte b) und c) wechselweise wiederholt werden.Procedure according to Claim 2 , characterized in that steps b) and c) are repeated alternately. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor Schritt a) der elektrische Widerstand des ersten Messwiderstandes (20) bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical resistance of the first measuring resistor (20) is determined before step a). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Messzustand - der über den ersten Messwiderstand fließende Strom aus dem Spannungsabfall am ersten Messwiderstand (20) und dem elektrischen Widerstand des ersten Messwiderstandes bestimmt wird und/oder - der über den zweiten Messwiderstand fließende Strom aus dem Spannungsabfall am zweiten Messwiderstand (22) und dem elektrischen Widerstand des zweiten Messwiderstandes (22) bestimmt wird - und der über den Stromsensor fließende Laststrom aus dem über den ersten Messwiderstand fließenden Strom und/oder dem über den zweiten Messwiderstand fließenden Strom ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the first measurement state - the current flowing across the first measurement resistor is determined from the voltage drop across the first measurement resistor (20) and the electrical resistance of the first measurement resistor and / or - the current flowing across the second measurement resistor Current is determined from the voltage drop across the second measuring resistor (22) and the electrical resistance of the second measuring resistor (22) - and the load current flowing through the current sensor is determined from the current flowing through the first measuring resistor and / or the current flowing through the second measuring resistor . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Messzustand - der über den ersten Messwiderstand fließende Strom aus dem Spannungsabfall am ersten Messwiderstand (20) und dem elektrischen Widerstand des ersten Messwiderstandes (20) bestimmt wird und/oder - der über den zweiten Messwiderstand fließende Strom aus dem Spannungsabfall am zweiten Messwiderstand (22) und dem elektrischen Widerstand des zweiten Messwiderstandes (22) bestimmt wird, - der über den Referenzwiderstand fließende Strom aus dem Spannungsabfall am Referenzwiderstand (36) und dem elektrischen Widerstand des Referenzwiderstandes (36) bestimmt wird - und der über den Stromsensor fließende Strom aus dem über den zweiten Messwiderstand (22) fließenden Strom und/oder aus den addierten über den ersten Messwiderstand (20) und den Referenzwiderstand (36) fließenden Strömen ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the second measuring state - the current flowing through the first measuring resistor is determined from the voltage drop across the first measuring resistor (20) and the electrical resistance of the first measuring resistor (20) and / or - the current flowing through the The current flowing through the second measuring resistor is determined from the voltage drop across the second measuring resistor (22) and the electrical resistance of the second measuring resistor (22), - the current flowing through the reference resistor from the voltage drop across the reference resistor (36) and the electrical resistance of the reference resistor (36) is determined - and the current flowing via the current sensor is determined from the current flowing via the second measuring resistor (22) and / or from the added currents flowing via the first measuring resistor (20) and the reference resistor (36). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsabfälle am ersten Messwiderstand (20), am zweiten Messwiderstand (22) und am Referenzwiderstand (36) jeweils mit einer Spannungserfassungseinrichtung (24, 26, 48) erfasst werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the voltage drops at the first measuring resistor (20), at the second measuring resistor (22) and at the reference resistor (36) are each detected with a voltage detection device (24, 26, 48). Verfahren einem der vorhergehenden Ansprüche, durch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Spannungsabfalls am zweiten Messwiderstand (22) der Spannungsabfall am ersten Messwiderstand (20) sowie der Spannungsabfall am ersten Messwiderstand (20) und am zweiten Messwiderstand (22) erfasst werden und der Spannungsabfall am zweiten Messwiderstand (22) aus der Differenz der erfassten Spannungsabfälle ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that to determine the voltage drop across the second measurement resistor (22), the voltage drop across the first measurement resistor (20) and the voltage drop across the first measurement resistor (20) and the second measurement resistor (22) are recorded and the voltage drop across the second measuring resistor (22) is determined from the difference between the detected voltage drops. Stromsensor (10) zur Messung eines Batteriestroms (12), insbesondere eine Fahrzeugbatterie (14), mit einem ersten Messwiderstand (20), einem zweiten Messwiderstand (22) und einem Referenzwiderstand (36), wobei der erste Messwiderstand (20) der zweite Messwiderstand (22) in Reihe zwischen einem ersten Anschluss (16) und einem zweiten Anschluss (18) des Stromsensors (10) angeordnet sind, und wobei der Referenzwiderstand (36) in einem ersten Messzustand vom ersten Messwiderstand (20) und vom zweiten Messwiderstand (22) elektrisch getrennt ist und der Referenzwiderstand (36) in einem zweiten Messzustand elektrisch parallel zum ersten Messwiderstand (20) geschaltet ist, mit Spannungserfassungseinrichtungen (24, 26, 48, 50) zur Ermittlung der Spannungsabfälle am ersten Messwiderstand (20), am zweiten Messwiderstand (22) und am Referenzwiderstand (36), und mit einer Steuerung zur Bestimmung des elektrischen Widerstandes des ersten Messwiderstandes (20) und des zweiten Messwiderstandes (22) mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Current sensor (10) for measuring a battery current (12), in particular a vehicle battery (14), with a first measuring resistor (20), a second measuring resistor (22) and a reference resistor (36), the first measuring resistor (20) being the second measuring resistor (22) are arranged in series between a first connection (16) and a second connection (18) of the current sensor (10), and the reference resistor (36) in a first measuring state from the first measuring resistor (20) and the second measuring resistor (22 ) is electrically isolated and the reference resistor (36) is connected electrically in parallel to the first measuring resistor (20) in a second measuring state, with voltage detection devices (24, 26, 48, 50) for determining the voltage drops across the first measuring resistor (20) and the second measuring resistor (22) and on the reference resistor (36), and with a controller for determining the electrical resistance of the first measuring resistor (20) and the second measuring resistor (22) mi t a method according to any one of the preceding claims. Stromsensor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltelement (42) vorgesehen ist, dass in einer geschlossenen Stellung die Parallelschaltung des Referenzwiderstandes (36) zum ersten Messwiderstand (20) herstellt.Current sensor after Claim 9 , characterized in that a switching element (42) is provided that, in a closed position, connects the reference resistor (36) in parallel to the first measuring resistor (20). Stromsensor nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Spannungserfassungseinrichtung (24) zur Erfassung eines Spannungsabfalls am ersten Messwiderstand (20) und/oder eine zweite Spannungserfassungseinrichtung (26) zur Erfassung eines Spannungsabfalls am zweiten Messwiderstand (22) vorgesehen ist, und dass eine Referenzstrom-Spannungserfassungseinrichtung (48) zur Erfassung eines Spannungsabfalls am Referenzwiderstand (36) vorgesehen ist.Current sensor according to one of the Claims 9 and 10 , characterized in that a first voltage detection device (24) is provided for detecting a voltage drop across the first measuring resistor (20) and / or a second voltage detecting device (26) is provided for detecting a voltage drop across the second measuring resistor (22), and that a reference current voltage detection device ( 48) is provided for detecting a voltage drop at the reference resistor (36). Stromsensor nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Spannungserfassungseinrichtung (50) zur Erfassung eines Spannungsabfalls über den ersten Messwiderstand (2) und den zweiten Messwiderstand (22) vorgesehen ist.Current sensor according to one of the Claims 9 to 11 , characterized in that a third voltage detection device (50) is provided for detecting a voltage drop across the first measuring resistor (2) and the second measuring resistor (22). Stromsensor nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Widerstände des ersten Messwiderstandes (20) und des zweiten Messwiderstandes (22) im Wesentlichen gleich groß sind.Current sensor according to one of the Claims 9 to 12th , characterized in that the electrical resistances of the first measuring resistor (20) and the second measuring resistor (22) are essentially the same size.
DE102019215754.8A 2019-10-14 2019-10-14 Method of operating a current sensor and current sensor Pending DE102019215754A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019215754.8A DE102019215754A1 (en) 2019-10-14 2019-10-14 Method of operating a current sensor and current sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019215754.8A DE102019215754A1 (en) 2019-10-14 2019-10-14 Method of operating a current sensor and current sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019215754A1 true DE102019215754A1 (en) 2021-04-15

Family

ID=75155211

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019215754.8A Pending DE102019215754A1 (en) 2019-10-14 2019-10-14 Method of operating a current sensor and current sensor

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102019215754A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021205279A1 (en) 2021-05-25 2022-12-01 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Current measuring resistor for measuring an electric current

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016202500A1 (en) * 2016-02-18 2017-08-24 Continental Automotive Gmbh Battery sensor, method for calibrating a measuring resistor and use
DE102017219016A1 (en) * 2017-10-24 2019-04-25 Continental Automotive Gmbh Method for operating a battery sensor and battery sensor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016202500A1 (en) * 2016-02-18 2017-08-24 Continental Automotive Gmbh Battery sensor, method for calibrating a measuring resistor and use
DE102017219016A1 (en) * 2017-10-24 2019-04-25 Continental Automotive Gmbh Method for operating a battery sensor and battery sensor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021205279A1 (en) 2021-05-25 2022-12-01 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Current measuring resistor for measuring an electric current

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2981833B1 (en) Measuring resistor and corresponding measuring method
EP3134742B1 (en) Temperature correction for current measuring via shunt
EP2156198B1 (en) Operation method and switch arrangement for a capacitive micromechanical sensor with analog reset
DE102017219016A1 (en) Method for operating a battery sensor and battery sensor
DE102005024075B4 (en) Method and device for measuring a current flowing in an electrical conductor
EP2656034B1 (en) Core temperature sensor
DE102016202500A1 (en) Battery sensor, method for calibrating a measuring resistor and use
DE102017223535A1 (en) Method and battery sensor for determining a load current
EP3341746B1 (en) Method and arrangement for determining the transverse sensitivity of magnetic field sensors
DE102016204941A1 (en) Method for determining a load current and battery sensor
DE102017203535A1 (en) Current sensor with optimized current density distribution, method for determining a load current
DE102017221612A1 (en) Current sensor and method for measuring an electrical current
WO2017140496A1 (en) Measuring resistor calibration device, method for calibrating a measuring resistor, and battery sensor
EP3640651B1 (en) Operation method of a current sensor and current sensor
DE102019215754A1 (en) Method of operating a current sensor and current sensor
DE102019218308A1 (en) Resistor assembly for current sensor and current sensor and method for measuring a battery current
EP2174146B1 (en) Arrangement and method for measuring a current flowing in an electrical conductor
DE102006030337B4 (en) Method for controlling a seat heating of a vehicle seat, and seat heating
DE10240243A1 (en) Current measurement arrangement, comprising two current sensors for low and high current ranges, has zero point drift compensation based on combined evaluation of current measurements from both sensors
DE102019200062A1 (en) Battery sensor and method for operating a battery sensor
DE102008013427A1 (en) Arrangement for measuring a current intensity, switching arrangement and method for measuring a current intensity
EP3640652B1 (en) Battery sensor and method for operating same
EP3640656A1 (en) Method of operating a battery sensor and battery sensor
EP1879005B1 (en) Method for testing a temperature sensor with at least two temperature-sensitive resistances
DE102016202501A1 (en) Method for determining a calibration current pulse

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE TECHNOLOGIES GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE